台湾电力公司大甲溪发电厂自六十三年六月廿六日首期发电以来对于大坝安全监测系统的建构一直不遗余力。目前于大坝及坝座装设的14种472组监测仪器绝大部分均处于运作良好状态。唯部分系统主要量测设备因原厂已相继停产,相关维修及零件取得困难。因此本计划乃将现有量测主机及相关硬件予以更新。利用泓格科技股份有限公司PAC(Programmable Automation Controller)I-8837搭配三联泓格共同开发之Carlson模块(CM-1)来整合成一个现代化自动观测系统。
德基电厂大坝安全检查操作系统由于建构得相当早,办公室内数据处理主机和大坝仪器监测主机是透过专线式数据机以点对点方式传输。自动化观测系统软件为早期(MS-DOS)操作系统及DBASE数据库系统只能提供单工之作业环境。故每每要花费相当之人力于报告之处理上,而为配合目前无人电厂之策略,必须将相关人员集中于大甲溪电厂办公。故将原观测系统软件改为以多任务环境之Windows操作系统及SQL Server 2000数据库系统构架以提高作业效率而减少人力需求。
(1)、本计划更新项目如下:
1、原KYOWA UCAM-8C遥测系统更新:
◆ 原KYOWA USB-50C卡尔森扫描箱9组,每组50测点,共计450测点;更换为新式卡尔森扫描箱50组,每组9测点计450测点。
◆ 原KYOWA USB-50C扫描箱一组50测点负责应变及DC模拟仪器之量测(包含电子式水位计、电子式倾斜仪、漏水量测定堰、摆线仪)更换为应变及模拟输入扫描箱1组,每组63测点。
◆ 近端联机改为 Ethernet构架。
2、更新地震仪启动控制器。
3.、于德基大坝廊道口监测室加装一组1KVAUPS不断电系统以改善因常态性机组电源切换所造成之电源中断现象。
4、于德基大坝廊道口监测室原综合终端切换端子组,更换为附三通插孔式端子座(计100组共500测点)之综合端子盘。
5、于德基水库中控室新增一台数据库主储存监测仪器参数、系统参数、量测程序设定参数及历时量测数据等。
6、更新大甲溪电厂办公室之数据处理工作站。
(2)、系统软件更新构架:
1、将原大甲溪电厂办公室数据处理工作站DOS操作系统配合硬体更新为Microsoft Windows2000。
2、建置各项监测数据之搜集、处理、绘图、分析等相关作业模组。大坝及坝座各项监测仪器之监测数据,包含自动量测之电子式摆线仪、水库水位计、漏水量测定堰、倾斜仪、应变计、应力 计、无应力应变计、气温计、雨量计、水温计、混凝土温度计、 测缝计、岩石伸缩仪、岩石伸缩仪补正温度计等项及人工量测补 整之地下水位计、渗漏水流量、渗漏水浊度、坝顶定线照准仪、三角点及孔口位移、坝座裂缝计、岸坡测倾仪、照准系统等项目。
3、数据库主机之操作系统为Microsoft Windows2000 server。
4、于Microsoft SQL Server 2000之构架下建置新数据库系统、转换及整合旧数据库系统。
5、各项相关图表绘制、报表输出。既格式相同,并提供自动图表输出之规划执行功能。
6、原地震连动程序依硬件更新后改写。
7、全系统增加远程遥测能力,可直接远程执行遥测命令下达或数据传输。新增及更新相关设备概述本次所采用之量测设备大部份均为泓格科技所生产,搭配本公司与泓格合作所开发之Carlson gaugeCM1模块,以下逐一说明及介绍:量测主机(ICPDAS I-8837)控制器备一标准之MMC记忆卡,平常其依据用户默认之量测周期、高频滤波等等参数来 执行量测。并将量测数据写入MMC记忆卡实时透过TCP/IP或 MODEM等Console Port将量测数据送往后端之数据库系统。且当发生特定事件如暴雨、洪水或地震等事件时,可接受 TCP/IP或MODEM等ConsolePort之指令做实时量测。而控制器本身亦具备实时时钟(RTC) 故所量测之数据均已含时间之信息,而其实时时钟可透过TCP/IP或MODEM等 ConsolePort 来校正而整个系统量测一个周期所需之时间约为60秒。
卡尔森型(Carlson Type)扫描模块(ICPDAS I-87K9 & CM-1)
目前大坝使用之Carlson Gauge形式仪器,漏水量测定堰、应变计、无应力应变计、气温 计、雨量计、水温计、混凝土温度计、测缝计、岩石伸缩仪、岩石伸缩仪补正温度计等,共计435组。
目前大坝使用之Carlson Gauge形式仪器,漏水量测定堰、应变计、无应力应变计、气温 计、雨量计、水温计、混凝土温度计、测缝计、岩石伸缩仪、岩石伸缩仪补正温度计等,共计435组。
每个Carlson 模块可直接量测1 个CarlsonGauge。每一扫描箱可纳接252个Carlson模块。这些模块透过RS-485连接至控制器。故整个系统可同时量测504组Carlson Gauge。因系统采用直接量测而完全未使用到Multiplexer,故不会受到机械接点
应变/模拟扫描模块(ICPDAS I-7016D)
大坝目前37组 Strain Gauge形式之倾斜仪这些信号均输入I-7060D模块内进行讯号之转换及传输。
以太网络光纤转换器(ICPDAS NS-115F)
于量测主机室所收集之数据皆为raw data 。数据皆由光纤电缆传输至坝顶控制室数据库主机进行进行数据之转换储存。
地震启动控制器:(三联DA-12G)
自动量测系统提供大坝仪器遥测设备之启动监测、监测数据之搜集、传输数据库存、仪器状态监视等功能。
监测模式包含下列三种:
1、定时起动:依据既量测程序设定每日09:00起动量测。作为例行量测数据,自动量测。系统将此量测数据透过程序转换后存入数据库。
2、遥控启动:不定时由大甲溪办公室之查询及数据处理工作站遥控启动大坝廊道仪器室之监测主机执行实时量测程序量测结束后存储。
3、地震启动:当大坝感应地震之震度或级数达设定条件时触发自动量测系统以启动仪器量测程序。
为达成地震事件启动之要求,本系统设置了三联科技自行开发的地震启动装置DA- 12G DA- 12G系以三轴电子式加速度为核心 搭配先进之SOC芯片。泓格科技I-7188EGD嵌入式控制器及I-7060D分布式I/O之地震防灾警报器,其系统以ISaGRAF模块式构设计。而地震事件采中央气象局之判断逻辑核心,自动量测系统相结合。作为地震事件之量测启动装置。
数据库主机本大坝安全监测信息系统计划采用主从式(Client-Server)构架。所相关信息皆储存于数据库主机内的SQL Server 2000数据库系统中;操作软件各模块皆透过ODBC(Open DatabaseConnectivity)数据库存取接口呼叫。Net-Library产生Network IPC(InterProcess Communication)SQL Server 2000建立链接送出数据查询及更新的要求。
数据处理及分析软件主要功能为提供自动监测、人工量测各项监测数据库之撷取,以历线图、数值表或其他图表(如雨量组体图)等方式输出至屏幕、打印机及档案或数据表。
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